[发明专利]促进剂N-叔丁基苯并噻唑次磺酰胺生产中的催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶硫化促进剂TBBS(化学名称为N-叔丁基苯并噻唑次磺酰胺)在氧气氧化合成过程中所使用的催化剂，具体的说，是涉及一种TBBS氧气氧化工艺中所使用的催化剂的组成及制备方法。 

背景技术

促进剂N-叔丁基苯并噻唑次磺酰胺(TBBS，NS)是一种后效型促进剂，在操作温度下非常安全，耐焦烧性好，定伸强度高，可提高合成胶使用比例，增加填充剂碳黑用量，活性大于促进剂CBS、NOBS等，变色及污染轻微，因此其性能优良，故称为“标准促进剂”。NS现已成为国内外市场上主导的促进剂品种之一，发达国家NS使用量占其促进剂总消费量的35％～45％。TBBS以叔丁胺和促进剂M为原料合成，不存在亚硝胺的致癌问题，作为环保高效的新型次磺酰胺类促进剂具有很好的发展前景。NS的合成一般根据氧化剂的不同而有四条合成路线，分别是次氯酸钠法、催化氧化法、电解氧化法、氯气氧化法等。国内厂家主要采取第一种生产方法，国外大型企业有采取催化氧化工艺的厂家。氧气氧化工艺相关文献较少，特别是氧化过程中使用的催化剂的研究的报道更是稀少。文献US 4182873中介绍了氧气催化氧化合成次磺酰胺促进剂(CBS、TBBS)的生产工艺，此工艺是近年来国际上最新的生产工艺，其过程是在具有夹套、温度和压力检测装置、搅拌器的反应釜中加入水，在强烈搅拌下加入促进剂M、催化剂和氨水，然后升温至50℃，通入氧气使压力达0.4M Pa，在3h内加入一定量的环己胺，然后再反应2h，吸氧很少时，反应达终点，停搅拌，白色沉淀经过滤、水洗、脱水干燥即得产品，滤液和水洗液送蒸馏，以回收氨和过量的环己胺。该工艺过程简单，辅助原料消耗很少，催化剂消耗极少，氨和环己胺的回收率达99％，反应选择性99％，产品收率97％，产品纯度98％，熔点103℃，且无“三废”产生。是一条绿色环保型工艺路线，是今后的促进剂合成工艺的发展方向，具有巨大的经济及社会价值，故而其开发和应用前进广阔。但是此方法中同样未涉及到催化剂的研究。我公司为此同样开发了氧气氧化工艺，对反应过程中所使用的催化剂进行了进一步的研究，在反应中使用本发明的催化剂，并通过优化反应条件使TBBS的收率达到 98％以上，进一步缩短了反应时间、提高转化率、降低催化剂的用量。 

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种用于氧气氧化法合成TBBS工艺中的使用的催化剂，使TBBS的收率提高，反应时间缩短，催化剂的用量降低，并且对TBBS产品的质量及物理化学性质和硫化反应性质没有任何影响。 

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种用于促进剂TBBS合成过程使用的催化剂的制备方法，包括活性组分及载体的种类、制备过程及方法，该方法过程简单，易于工业化，直接用于TBBS合成过程中，提高TBBS收率，缩短反应时间，降低催化剂用量。 

具体技术方案如下： 

一种用于促进剂N-叔丁基苯并噻唑次磺酰胺生产中的催化剂，其催化剂为活性组分为醋酸铜、硫酸铜、硝酸铜、醋酸钴、硫酸钴、油酸钴、硝酸钴、醋酸铈、硫酸铈、硝酸铈、醋酸锰、硫酸锰、硝酸锰等金属盐中的一种或几种。 

还可以以上述的催化剂为活性组分，催化剂的载体为SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、中孔材料分子筛、微孔材料分子筛等其中的一种或多种。 

本发明的催化剂的制备方法，其特征是步骤如下： 

(1)将活性组分占载体的重量的0.2％～10％称量后，溶于水或醇中，溶剂的量为载体的饱和吸附量，完全溶解； 

(2)将(1)中溶液倒入干燥的载体粉末中使其充分的混合、浸润，载体的力度为80～240目； 

(3)将(2)中所得混合物在室温下浸润时间在8～36h左右； 

(4)将(3)中浸润后的混合物在120℃烘箱中干燥4h； 

(5)将(4)中干燥后的混合物然后置于马弗炉中焙烧，焙烧的温度400～800℃，优选温度为500～600℃，焙烧的时间为4～24h； 

(6)将(5)所得催化剂在干燥器中降至室温后，得成品。 

将本发明制备好的催化剂用于氧气氧化法合成TBBS的反应中，用该反应表征催化剂的性能。催化剂用量为反应物的重量0.02～0.1％。 

本发明的有益效果是： 

本发明提供的催化剂的制备方法过程简单，易于工业化，应用此法制备的催化剂活性组分分散好，活性组分用量小，活性好，催化剂使用量小。